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Bases génétiques de l'isolement reproductif intraspécifique : variation au sein des espèces

Unité de Recherche

UMR 7156 - Génétique Moléculaire, Génomique et Microbiologie (GMGM)
Institut de physiologie et de la chimie biologique (IPCB) 21 rue René Descartes 67084 Strasbourg Cedex

Équipe

Nom : Variation intraspécifique et évolution des génomes

Responsable : SCHACHERER Joseph - schacherer@unistra.fr

Téléphone du responsable : 0368851961

Site web : Accéder au site

Composition de l'équipe :
- Chercheurs : 5
- ITA : 2
- Doctorants : 4
- Post-Docs : 2
- Autres : 2

Publications majeures de l'équipe relatives au sujet au cours des 3 dernières années (le cas échéant, 3 publications récentes du DT) :
1) Friedrich A, Jung P, Reisser C, Fischer G, Schacherer J. Population genomics reveals chromosome-scale heterogeneous evolution in a protoploid yeast. Mol Biol Evol. 2015. 32:184-92.
2) Hou J, Friedrich A, de Montigny J, Schacherer J. Chromosomal rearrangements as a major mechanism in the onset of reproductive isolation in Saccharomyces cerevisiae. Curr Biol. 2014. 24(10):1153-9.
3) Freel KC, Friedrich A, Hou J, Schacherer J. Population genomic analysis reveals highly conserved mitochondrial genomes in the yeast species Lachancea thermotolerans. Genome Biol Evol. 2014. 6:2586-94.

Concernant la thèse

Directeur de Thèse : DE MONTIGNY Jacky - montigny@unistra.fr

Téléphone : 0368852023

Co-encadrant : non

Co-tutelle : non

Co-Directeur : SCHACHERER Joseph
Université du Co-Directeur : Université de Strasbourg

Concernant le sujet proposé :

Titre : Bases génétiques de l'isolement reproductif intraspécifique : variation au sein des espèces

Projet : Les variations génétiques entre individus d'une même espèce contribuent très largement à la diversité phénotypique observée. L'ensemble de ces variations, telles que les mutations ponctuelles ou encore les grands remaniements chromosomiques comme les délétions, les inversions, les translocations et les duplications, constitue une force motrice de l'adaptation à divers environnements. Ces variations au niveau du génome peuvent également conduire à l'apparition d'un isolement reproductif, qui se traduit par une diminution totale ou partielle de la viabilité de la descendance issue d'un croisement entre deux individus. Ce dernier est considéré comme un processus central conduisant à de nouvelles espèces.

Ainsi, la caractérisation des variations génétiques impliquées dans l'apparition de l'isolement reproductif est fondamentale afin de mieux comprendre les processus évolutifs et moléculaires conduisant à des événements de spéciation, c'est-à-dire à la formation de nouvelles espèces. Dans ce cadre, les levures, appartenant au sous-phylum des Saccharomycotina, se révèlent être des modèles de choix. Outre les outils de biologie moléculaire, génétique et génomique, il est possible d'explorer un grand nombre de croisements entre différents isolats pour plusieurs espèces, de par la disponibilité de grandes collections d'isolats d'origines écologiques et géographiques très diverses. Les études récentes chez des levures du genre des Saccharomyces ont permis d'identifier différents mécanismes moléculaires conduisant à l'isolement reproductif au sein d'une même espèce mais également entre espèces différentes. On remarque que certains mécanismes, comme les grands remaniements chromosomiques, sont potentiellement importants dans l'isolement reproductif au sein de ce groupe. Cependant, l'origine de l'isolement reproductif au sein des espèces qui sont phylogénétiquement plus éloignées des Saccharomyces reste peu exploré à ce jour.

Les origines de l'isolement reproductif et les processus évolutifs impliqués peuvent être différents en fonction des espèces. Cette étude a plusieurs objectifs :
(i) dans un premier temps, l'objectif serait d'identifier et de caractériser des cas d'isolement reproductif au sein d'une espèce de levure qui est phylogénétiquement éloignée du genre des Saccharomyces. On se focalisera sur une espèce distante, Lachancea kluyveri, pour cette étude. Cette espèce présente une divergence génétique intra-spécifique plus élevée par rapport à l'ensemble des espèces du groupe Saccharomyces. Des études préliminaires ont déjà montré l'existence de cas d'isolement reproductif au sein de cette espèce.
(ii) dans un second temps, l'objectif est de comparer les mécanismes impliqués dans l'isolement reproductif avec les autres espèces de levure. Quels sont les mécanismes conservés ? Quels sont les mécanismes uniques ? Quelle est la force évolutive conduisant à la conservation/diversité ?

Afin d'apporter des éléments de réponses à ces questions, le projet se focalisera sur plusieurs approches complémentaires pour étudier des cas d'isolement reproductif au sein d'une grande collection d'isolats de Lachancea kluyveri d'origines écologiques et géographiques différentes.

Le développement fructueux du sujet proposé permettra une compréhension approfondie et comparative des mécanismes à l'origine de l'isolement reproductif intraspécifique à travers plusieurs espèces.

Compétences souhaitées : Connaissances théoriques et pratiques en génétique des levures (cultures, analyse de la descendance, croissance...), en biologie moléculaire et en génomique fonctionnelle (approches globales par séquençage à haut débit).
Pratique des techniques classiques de microbiologie et biologie moléculaire.

Expertises qui seront acquises au cours de la formation : Domaines fondamentaux : dynamique et évolution des génomes, analyse globale des génomes, méthodes d'analyses in silico de génomes, de leur phylogénie et de leur évolution.
Domaines méthodologiques : biologie des levures, techniques de biologie moléculaire, analyse de données de séquençage à haut-débit.